Всем привет)
Всеми известный факт, что в любом транспортном средстве, будь то автомобиль, поезд или самолёт - есть такая финтифлюшка, как двигатель. Простыми словами: это то, что преобразует один вид энергии в другой.
Есть разные двигатели: паровые, внутреннего сгорания, вторичные, электродвигатели и так далее. А что с двигателями на локомотивах?
Если начинать с самого начала истории локомотивостроения, то первые двигатели - это паровозы, а точнее паровые машины.
В их основе лежит принцип работы чайника: в топку подаётся топливо (уголь или дрова) и атмосферный воздух, которое сгорает и выделяет тепло (температура выше 1000 градусов в топке), которое направлено для нагрева воды в паровом котле. На этом этапе принцип чайника заканчивается. Вода начинает закипать, и прямиком направляется в пароперегреватель. Это такое устройство, которое делает пар насыщенным, после которого пар можно направить на две ветви: одна из них на собственные нужды, другая на паровую машину. С помощью устройств, которое в комплексе образуют кривошипно-шатунный механизм передают момент вращения через поршни на ведущие колёса паровоза. Механическая энергия совершается и паровоз может ехать. Схема работы не особо сложная, только КПД (коэффициент полезного действия) у паровоза не превышает и 8%, что по временам эксплуатации паровозов считалось отличным (ну потому, что ничего другого из тяговых машин тогда не было), а сейчас это очень даже мало. Точно также как вилкой кушать суп.
Маленький секрет: как понять что паровоз пассажирский, или грузовой. Достаточно посмотреть на его ведущие колёса, которые соединены поршнями. Диаметр большой - это пассажирский, так как большие колёса совершают больший оборот и соответственно создают большую скорость, маленькие - грузовой, так как диаметр и количество играют важную роль в тяговых характеристиках.
Закончилась эра паровозов. На смену им приходят тепловозы с двигателями внутреннего сгорания - дизель. Работа тепловозов куда более упрощённая. В дизель подаётся топливо, которое сгорает в цилиндрах, которые через тот же кривошипно-шатунный механизм вращают коленчатный вал. Дальше работа зависит от тяговой передачи тепловоза: механическая, гидравлическая или электрическая. В механической передачи вращающийся момент передаётся через распределительные валы; в гидравлической с помощью гидравлической коробки передач; в электрической от вращения главного генератора, который вырабатывает электричество для тяговых двигателей. КПД таких машин около 30-35%, что уже не дурно)
С появлением электричества началась и новая эпоха локомотивостроения. Появляются такие машины, как электровозы и тяговые агрегаты. В основе их работы идут электрические машины. Разберём принцип работы на электровозе ЭП2К:
Работа электровоза осуществляется на постоянном токе (3000 Вольт). Я взял его потому, что есть опыт с ним, и так проще будет объяснить в виду его конструкции. От питающего провода, через токоприёмник ток проходит через дифференциальное реле (он же дроссель) на Быстродействующий выключатель - устройство защиты от скачков напряжения и короткого замыкания. Через электрические машины ток устремляется на тяговые двигатели, которые создают ЭДС (электродвижущие силы), тем самым вращают якорь тягового электродвигателя, а он в свою очередь передаёт момент вращения через зубчатую передачу на тяговый редуктор, закрепленный на колёсной паре локомотива. За счёт наименьших потерь, КПД электровоза доходит до 90-95%, что является самым лучшим показателем.
Надеюсь вам понравилась данная статья. Всем хорошего настроения, и до новых статей)